硅镁吸附材料的制备与性能研究

【摘要】本文在实验室前期工作基础上，以硅酸钠和氯化镁为原料，经过溶胶-凝胶法和水热法，控制合成条件，制备出11种新型的硅镁胶。采用差热分析(DTG-DTA)、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射光谱(XRD)、比表面及孔结构分析等现代仪器分析手段对硅镁胶材料进行了结构表征和性质测定。探讨硅镁胶对水溶液中的亚甲基蓝和弱酸性红的吸附性能。考察吸附时间、吸附剂投加量、溶液的初始pH值、温度、初始浓度等因素对吸附性能的影响，计算该新型吸附剂的吸附等温线和动力学方程。溶胶-凝胶法和水热法制备的硅镁胶都是白色的无定形态颗粒，分散性和化学稳定性较好，表面含有丰富的硅羟基活性基团，氮气吸附脱附曲线都有明显的滞后环，易发生毛细凝结现象；溶胶-凝胶法制备的硅镁胶的比表面积介于120.22~330.39m2·g-1之间，水热法制备的硅镁胶的比表面积可达560.40m2·g-1，在温度为110℃和水热12h的条件下制备出的硅镁胶具有最大的比表面积，焙烧温度对样品的比表面积和孔结构的影响很大。利用溶胶-凝胶法制备的8种硅镁胶对亚甲基蓝和弱酸性红的吸附实验，结果发现镁硅比为1:5的硅镁胶对亚甲基蓝吸附效果最好，吸附量为80mg·g-1；镁硅比为3:1的硅镁胶对弱酸性红的吸附效果最好，吸附量为200mg·g-1。Langmuir吸附模型能够很好描述硅镁胶对两种染料的吸附，伪二级动力学方程能够很好地描述两种染料的吸附行为，吸附平衡在很短的时间内完成。经高温焙烧，将海泡石、凹凸棒石和商品硅酸镁进行了改性处理。通过研究海泡石、凹凸棒石和商品硅酸镁对系列有机酸的吸附过程，确定硅酸镁材料对有机酸的吸附脱除效果。通过测定海泡石、凹凸棒石和商品硅酸镁对系列有机酸的吸附性能发现，等温线为S型、C型、H型和L型。经过计算，Freundlich吸附等温模型能够较好的描述系列有机酸在凹凸棒石、海泡石和硅酸镁上的的吸附过程，硅酸镁系列材料对有机酸有较好的吸附处理效果。在此基础上，研究了11种新型硅镁胶和3种商品硅酸镁等全部硅镁吸附材料对生物柴油中有机酸的吸附性能，考察了吸附时间、吸附剂投加量等条件对吸附性能的影响。发现水热法制备的9:1的硅镁胶有最好的吸附效果，最佳吸附条件是：焙烧温度为450℃，焙烧时间为4h，吸附时间为6h，吸附剂投加质量为0.50g·L-1，吸附温度为25℃，硅镁胶的最大吸附量可达980mg·g-1，等温吸附过程更符合Freundlich吸附等温式。通过上述实验发现，硅镁胶作为一种新型的硅镁吸附材料，对于染料废水有较好的处理效果，对于有机酸的吸附处理，生物柴油的精制过程同样具有较为理想的处理结果，是一种可以广泛应用的优良、高效、经济的新产品。
【作者】陈文超；
【导师】王海增；
【作者基本信息】中国海洋大学，海洋化学，2014，博士
【关键词】硅镁胶；有机酸；染料；吸附；生物柴油；

【参考文献】
[1]李洪涛.类等势场法应用研究及预锻件优化设计[D].华中科技大学,材料工程,2013,硕士.
[2]崔延群.微波—水热法制备石墨烯量子点及其氨基功能化研究[D].哈尔滨理工大学,2015.
[3]葛云龙.分级结构镍基复合材料的设计合成与气敏性能研究[D].黑龙江大学,2014.
[4]巩福强.集资房转让协议效力研究[D].甘肃政法学院,民商法学,2012,硕士.
[5]蒋梦婷.旋风分离器内气固两相流的实验与数值研究[D].兰州大学,环境工程,2013,硕士.
[6]宋化朋.我国居民资产价格波动的财富效应研究[D].南京财经大学,金融学,2012,硕士.
[7]王晶晶.论作为文学史概念的“南玲北梅”[D].河北师范大学,中国现当代文学,2013,硕士.
[8]张哲.硬胶囊表面缺陷检测关键技术研究与实现[D].广东工业大学,仪器仪表工程（专业学位）,2014,硕士.
[9]李庆鸿.奥地利、德国、意大利大型养路机械使用与管理[J].中国铁路.1997(08)
[10]任艳.从目的论角度看诗型广告的翻译[D].东北大学,外国语言学及应用语言学,2009,硕士.
[11]秦晓汕.山西远昌电子商务实施方案[D].大连理工大学,2004.
[12]赛娜（Saikhansanaa.KH）.蒙古国公务员考试录用制度研究[D].华东师范大学,行政管理,2013,硕士.
[13]文龙.C企业液晶屏生产线平衡改善研究[D].西南交通大学,工业工程,2013,硕士.
[14]石龙龙.井地电位数据采集及无线通讯协议研究[D].吉林大学,测试计量技术及仪器,2013,硕士.
[15]马振利.用于丙烯聚合的球形负载型Ziegler-Natta催化剂的研究[D].浙江大学,高分子化学与物理,2004,硕士.
[16]苗立中.副猪嗜血杆菌荧光定量PCR方法建立及其分离株高密度发酵研究[D].吉林大学,兽医,2012,硕士.
[17]徐云霞.廊坊市门球运动品牌促进区域发展的研究[D].首都体育学院,运动训练,2013,硕士.
[18]本报记者胡琴　通讯员杨芳.新材料新能源应用贴近生活[N].江苏科技报,2015-06-05A04.
[19]宋培超.尹灣漢墓簡牘集釋[D].吉林大学,歷史文獻學,2014,硕士.
[20]郭鑫.二十世纪末女性作家笔下的母女关系书写[D].山东师范大学,中国现当代文学,2013,硕士.
[21]徐军.植物促生细菌和EDTA对植物生长与富集土壤重金属的影响及机制研究[D].南京农业大学,微生物学,2012,硕士.
[22]孙亭亭.有序介孔炭的软模板法制备及其性能研究[D].北京化工大学,材料科学与工程,2013,硕士.
[23]祁丽娜.《你能走多远》的对话性解读[D].兰州大学,英语语言文学,2013,硕士.
[24]傅玲丽.中国非英语专业大学生英语下义词回避现象研究[D].杭州电子科技大学,英语语言文学,2013,硕士.
[25]曹志超,袁振洲,李得伟,张思林.结合列车时间表的地铁换乘同步性优化[J].现代城市轨道交通,2014,05:59-62+74.
[26]王文瑞,杨建中,唐清荣.热轧计算机管理与控制系统(上)[J].冶金自动化,2010,01:1-5+15.
[27]董宏伟.中国房地产投资信托基金（REITs）税收法律制度研究[D].浙江工商大学,经济法学,2013,硕士.
[28]张勇.中国城乡财产性收入差距研究[D].中国科学技术大学,工商管理,2014,硕士.
[29]上官冰.空间细胞生物力学实验平台原理样机控制模块研制[D].重庆大学,生物医学工程,2014,硕士.
[30]王娟.2A14合金疲劳行为研究[D].哈尔滨工业大学,空间材料与加工,2013,硕士.
[31]周略略.基于铁路货运站的城市铁路物流园区选址规划研究[D].北京交通大学,2015.
[32]王瑶.基于稀疏表示的图像去噪算法研究[D].安徽大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[33]肖人彬,费奇,周济.决策问题结构的形式化研究[J].控制与决策,1996,03:358-362.
[34]廖金福.Sp1、IRF1和IRF2调控载脂蛋白L1的表达[D].福建医科大学,内科学,2014,硕士.
[35]尉茂河.关于“质量”问题的几点思考[J].中国安全科学学报.2003(06)
[36]刘蔚蔚.利用液化天然气冷（火用）的燃气轮机热力系统的研究[D].中国科学院研究生院（工程热物理研究所）,工程热物理,2003,硕士.
[37]翁颖钧,朱仲英.基于分段线性动态时间弯曲的时间序列聚类算法研究[J].微型电脑应用,2003,09:19-23+2.
[38]杜毅.燃气调压器在线安全预警技术研究[D].北京建筑大学,供热、供燃气、通风及空调工程,2013,硕士.
[39]谢娜.城市主题文化塑造中的政府行为研究[D].西南大学,社会学,2014,硕士.
[40]张志富.镁合金腐蚀与防护的研究[D].西北工业大学,材料学,2004,硕士.
[41]李家才.铁路通信信息系统的几个环境问题[J].铁道通信信号.2008(07)
[42]戴闻韬.箭根薯和圆叶大黄的活性成分研究[D].北京中医药大学,中药化学,2014,硕士.
[43]耿志刚.入侵检测的研究与实现[D].北京工业大学,2003.
[44]罗婧.邓小平共同富裕思想的研究[D].沈阳理工大学,马克思主义中国化研究,2012,硕士.
[45]李四海.论我国行政监察机关调查权[D].湘潭大学,法律,2003,硕士.
[46]郭浩.面向数字地质调查的移动GIS平台关键技术研究[D].北京林业大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[47]郭洁.商业秘密侵权诉讼中的原告保护问题研究[D].上海大学,法律,2014,硕士.
[48]于娟.甘肃省农业保险发展问题研究[D].兰州商学院,金融学,2013,硕士.
[49]茹甜甜.零售商主导的供应链竞争模型与契约协调研究[D].哈尔滨理工大学,管理科学与工程,2012,硕士.
[50]王兴成,郑紫微,贾欣乐.基于GA和H_∞混合优化的船舶航向控制器设计新方法[J].控制与决策,1999,S1:526-530.